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简答题

在如图所示的电路中,R3=4Ω,A的示数为0.75A,V的示数为2V.突然有一个电阻被烧断,使得A的示数变为0.80A,V的示数变为3.2V(图中电表均视为理想电表).

(1)哪一个电阻被烧断?

(2)求电阻R1和R2的阻值;

(3)求电源的电动势和内电阻.

正确答案

(1)R2断路.断路前后,R1均有电流,排除R1.断路后,电压表有读数,排除R3,则必定是R2发生断路.

(2)电阻R2被烧断后,V的示数就是电源的路端电压,也就是电阻R1两端的电压.R1==Ω=4Ω

电阻R2烧断前,通过R2的电流为I23==A=0.25A

电阻R2的阻值为R2==Ω=8.0Ω.

(3)由闭合电路欧姆定律得E=I1R1+(I1+I23)r,E=I2R1+I2r

联立上面两式,解得E=4V,r=1Ω

答:(1)必定是R2发生断路.

(2)电阻R1和R2的阻值分别是4Ω和8Ω;

(3)电源的电动势和内电阻分别是4V,1Ω.

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简答题

(选修模块3-3)

(1)以下说法中正确的是______       

A.扫地时扬起的尘埃在空气中的运动是布朗运动

B.液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性

C.相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体

D.在液体表面分子之间总表现为斥力

(2)如图所示,一定质量的理想气体状态变化的P-V图象,ab平行于P轴.气体从状态a到b的变化过程中内能______(“增加”或“减少”)气体______(“吸热”或“放热”).

(3)1mol气体在某状态下的体积是1.62×10-2m3,阿伏伽德罗常数取NA=6.0×1023mol-1,则气体分子之间的平均距离是多少?(结果保留一位有效数字)

正确答案

(1)A.扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动,而是尘埃随空气的流动;液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性;相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体;在液体表面分子之间总表现为引力;故BC正确,AD错误.

(2)由理想气体状态方程:=C

整理得:P=CT,所以当V不变时,压强P越大,温度越高,即b点的温度高于a点,从a向b温度升高,所以气体从状态a到b的变化过程中内能增加;

根据热力学第一定律:△U=W+Q,由于从a向b体积不变,即气体不对外做功W=0,而气体内能增加△U>0,所以Q>0,即气体需要吸热.

(3)1mol气体在某状态下的体积是V=1.62×10-2m3,阿伏伽德罗常数取NA=6.0×1023mol-1,设气体分子模型为立方体,边长为L

则:V=NAL3

整理得:L===3×10-9 m

故答案为(1)BC      (2)增加   吸热

(3)3×10-9m

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“物理1-2“模块

(1)(给出的四个选项中,可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

下列说法正确的是______

A.气体很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现

B.布朗运动是液体分子的无规则运动,温度越高运动越显著

C.一定质量的气体,保持压强不变,可以同时升高温度和增大体积

D.物体从外界吸热的过程其内能一定增加

(2)(给出的四个选项中,可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

在下列说法中正确的是______

A.卢瑟福的α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的

B.温度升高时,放射性元素的衰变加快

C.放射性元素发生β衰变时所放出的电子并不是原子核外的电子

D.浙江秦山核电站是利用轻核聚变释放核能的

(3)一种利用地热能的方式是将地面上的水通入温度高的地热异常区汽化,然后利用蒸气推动汽轮机发电.问通过不断改进技术,努力减少各种损耗,能把地热能全部转化为电能吗?为什么?

正确答案

(1)A、气体分子之间的距离很大,分子力为引力,基本为零,气体很容易充满容器,是由于分子热运动的结果,故A错误;

B、布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的运动,反应了液体分子的无规则运动,故B错误;

C、根据理想气体状态方程=C(常数)可知,压强不变,温度升高,体积一定增大,故C正确;

D、由于做功情况不明确,根据△U=W+Q可知,吸收热量,内能不一定增加,故D错误.

故选C.

(2)A、卢瑟福的α粒子散射实验现象,提出了原子核式结构,并不表明原子核是由质子和中子组成的,故A错误;

B、元素的半衰期由元素本身决定,与外部的物理、化学环境无关,故B错误;

C、放射性元素发生β衰变时所放出的电子是由原子核内的一个中子变为一个质子的同时放出的,故不是原子核外的电子,故C正确;

D、浙江秦山核电站是利用重核裂变释放的核能进行发电的,故D错误.

故选C.

(3)根据热力学第二定律可知,热机的效率不能达到100%,因此把地热能全部转化为电能是不可能的.

故:不能,原因是根据热力学第二定律可知,热机的效率不能达到100%.

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(1)以下说法正确的是______.

A.达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度

B.分子间距增大,分子势能就一定增大

C.浸润与不浸润均是分子力作用的表现

D.液体的表面层分子分布比液体内部密集,分子间的作崩体现为相互吸引

(2)某热机在工作中从高温热库吸收了8×106 kJ的热量,同时有2×106 kJ的热量排放给了低温热  库(冷凝器或大气),则在工作中该热机对外做了______kJ的功,热机的效率η=______%.

(3)实验室内,某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦),活塞的质量为m,气缸内部的横截面积为S.用滴管将水缓慢滴注在活塞上,最终水层的高度为h,如图所示.在此过程中,若大气压强恒为p0,室内的温度不变,水的密度为ρ,重力加速度为g,则:

①图示状态气缸内气体的压强为______;

②以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是______.

正确答案

(1)A、达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度,故A正确

B、分子间的距离r增大,分子间的作用力可能做负功,也可能做正功,分子势能增大,也可能减小.故B错误

C、浸润与不浸润均是分子力作用的表现,故C正确

D、液体的表面层分子分布比液体内部稀疏,分子间的作用体现为相互吸引.故D错误

故选AC.

(2)热机传动部分产生的热量是由机械能转化来的,而这部分机械能又是从热源吸收的热量转化来的,这部分热量最终应转移到冷凝器上.

热机工作中该热机对外做功为:W=8×106J-2×106=6×106J

热机的效率为:η=×100%=75%

(3):①以水和活塞整体为研究对象,分析受力可知:竖直向下的重力mg+ρghS、大气压力P0S和竖直向上的封闭气体的压力PS,由平衡条件得

    mg+ρghS+P0S=PS

得,P=P0+ρgh+

②据题意,气缸和活塞的导热性能良好,封闭气体的温度与环境温度相同,保持不变,气体发生等温压缩,

故A正确,BCD错误.

故答案为:(1)AC (2)6×106,75    (3)①p0+ρgh+②A

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简答题

在导热的气缸内用质量不计的轻活塞,封闭一定质量的理想气体,活塞可沿气缸无摩擦地滑动,开始气缸开口向上竖直放置,活塞相对于底部的高度为h.现缓慢向活塞上加沙粒,活塞距缸底的距离减少h/4,外界大气的压强为P0,温度始终保持不变,活塞面积为s.求:

(1)最后缸内气体压强多大,所加沙粒的质量多大;

(2)从微观角度解释气体压强变化的原因;

(3)在此过程中缸内气体是吸热还是放热,为什么.

正确答案

(1)该过程是等温变化,开始气体的压强为p0,气体体积为v1=sh

加上沙子的质量为m,气体压强为p,气体体积为v2=由玻意耳定律得:

p0h=p(h-h)… ①

加沙子后由平衡方程:P=P0+…  ②

由①式得P=P0…③

联立②③式解得:m=

(2)温度不变分子热运动的平均动能不变,体积减小,单位体积内的分子数增加,分子密集程度增大,气体压强变大.

(3)在此过程中外界对气体做正功,且内能不变,据热力学第一定律△U=W+Q知,气体放出热量.

答:(1)最后缸内气体压强多大,所加沙粒的质量是

(2)温度不变分子热运动的平均动能不变,体积减小,单位体积内的分子数增加,分子密集程度增大,气体压强变大.;

(3)在此过程中缸内气体是放热.

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简答题

一定质量的理想气体从外界吸收了4.2×105 J的热量,同时气体对外做了6.0×105 J的功,问

(1)理想气体的内能如何变化?

(2)这部分理想气体的压强如何变化?(回答“增大”、“减小”或“不变”)

(3)若这种气体的摩尔质量是32g/mol,则0.48 g该种气体内包含有多少个分子?(阿伏加德罗常数取6.02×1023mol-1,结果保留两位有效数字)

正确答案

解:(1)根据热力学第一定律ΔU=W+Q,得ΔU=-6.0×105+4.2×105=-1.8×105 J,所以内能减少1.8×105 J

(2)理想气体气体内能减小,温度一定降低,又由于气体对外做功,气体体积增大,根据理想气体状态方程=C可得气体压强一定减小

(3)气体所含的分子数为n=×6.02×1023=9.0×1021

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简答题

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑.如都作答则按A、B两小题评分.)

(1)用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做了900J的功,同时汽缸向外散热210J,汽缸里空气的内能______(填“增加“或“减少“)了______J.

(2)如图所示,是某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化,得到的P-T图象.气体状态由A变化至B的过程中,气体的体积将______(填“变大“或“变小“),这是______ (填“吸热“或“放热“)过程.

(3)我国陆地面9.6×1012m2,若地面大气压P0=1.0×105Pa,地面附近重力加速度 g=10m/s2,空气平均摩尔质量为M0=3.0×10-2kgmol-1,阿伏伽德罗常数N4=6.0×1023mol-1,我国陆地上空空气的总质量 M=______;我国陆地上空空气的分子总数N=______.(结果保留两位有效数字)

正确答案

(1)由题,已知W=900J,Q=-210J,根据热力学第一定律△U=W+Q得

△U=W+Q=900J-210J=690J

所以,气体的内能增加,增加了690J.

(2)A到B等温变化,压强增大,根据P1V1=P2V2可知,气体的体积减小;

根据热力学第一定律可知,温度不变,内能不变,

体积减小外界对气体做正功,因此气体将放出热量.

故答案为:变小、放热.

(3)大气压可看做是由空气的重力产生的,则p0=

代入数据解得M===9.6×1016kg;

空气的物质量为:n=

故分子总数n=NA=×6×1023=1.9×1042个;

答:(1)我国陆地上空空气的总质量为9.6×1016kg;

(2)我国陆地上空空气的分子总数为1.9×1042个;

(3)地面附近温度为270K的1m3空气,在温度为300K时的体积为1.1m3

故答案为:

(1)增加   690J

(2)变小   放热

(3)9.6×1016kg    1.9×1042个.

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题型:填空题
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填空题

假定地球大气是等温的,在0°C时大气压强p按p=p0e-0.127h分布,其中p0为海平面上的大气压,h为海拔高度(以km为单位),e为自然对数底,西藏自治区首府拉萨布达拉宫广场的海拔约为3700m,大气温度按0°C考虑.当海平面上的大气压为1atm时,布达拉宫广场的气压为______atm,某人在上海静坐时每分钟需呼吸20次,他在拉萨每分钟应呼吸______次才能吸入同样质量的空气.

正确答案

根据题目给出的0℃压强下大气压按p=p0e-0.127h分布,则在布达拉宫广场上,0℃时气压为p=1×e-0.127×3.700atm=0.625atm;

再根据气体的等温变化有,令人一次呼入的空气体积为V,则20次呼吸吸入的空气体积为20V,则这些气体在布达拉宫广场上对应的体积为xV,根据等温变化有:

p0×20V=P×xV

又因为p=0.625p0

所以得x=32.即在上海呼吸20次吸入的空气和布达拉宫广场上呼吸32次吸入的空气质量相同.

故答案为:0.625,32

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简答题

A.(选修模块3-3)

(1)下列说法中正确的是______

A.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力

B.扩散运动就是布朗运动

C.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是非晶体

D.对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述

(2)将1ml的纯油酸加到500ml的酒精中,待均匀溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴.现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为200cm2,则估算油酸分子的大小是______m(保留一位有效数字).

(3)如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的,开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g.

①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强;

②设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定).

正确答案

(1)A、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子间存在相互作用吸引力,从而产生表面张力.故A正确;

B、布朗运动是悬浮在液体中的颗粒做的无规则运动,是液体分子无规则运动的间接反映.而扩散运动是分子运动的直接反映.故B错误;

C、蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是多晶体,故C错误;

D、对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述,故D正确;

故选AD;

(2)根据题意,一滴油酸酒精溶液含有的油酸体积为:V=×=1×10-5ml,

所以油酸分子的大小:d===5×10-8cm=5×1010m,

故答案为:5×10-10

(3)①活塞处于平衡状态有:P0s+mg=Ps,所以被封闭气体压强为:P=P0+

故答案为:P=P0+

②被封闭气体体积缩小,外界对气体做功为:W=(P0s+mg)h,由于气体温度不变,因此内能不变,根据△U=W+Q可知,气体对外传递热量好外界对气体做功相等.

故答案为:W=(P0s+mg)h.

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物理-选修-3-3

(1)下列说法正确的是 

A.外界对气体做功,气体的内能一定增大

B.热量不可以自发地由低温物体传到高温物体

C.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大

(2)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K.

①求气体在状态B时的体积.

②说明B→C过程压强变化的微观原因

③设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因.

正确答案

(1)A、如果外界对气体做功的同时,气体对外放出热量,气体内能不一定增大,故A错误;

B、由热力学第二定律可知,热量不可以自发地由低温物体传到高温物体,故B正确;

C、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,故C正确;

D、如果气体分子平均动能不变,单位体积的气体分子数增加,气体压强增大,如果气体分子平均动能减小,单位体积的气体分子数减少,则气体压强可能增大,可能不变,也可能减小,故D错误;

故选BC.

(2)①A→B过程为等压变化,由盖吕萨克定律可得:

=,即=,则VB=0.4m3

②B→C过程为等容变化,温度降低,由查理定律可知,气体压强减小,这是因为在该过程中,气体体积不变,气体分子数密度不变,单位时间撞击器壁的分子数不变,而气体温度降低,气体分子平均动能减小,单位时间单位器壁上所受到的压力变小,气体压强变小.

③A→B过程为等压变化,气体温度升高,内能增大;气体体积变大,气体对外做功W,由热力学第一定律可知:

△UAB=Q1-W;B→C过程为等容变化,气体体积不变,气体对外不做功,△UBC=Q2;因为TA=TC,则△UAB=△UBC

即Q1-W=Q2,则Q1>Q2

故答案为:(1)BC;(2)①气体在状态B时的体积为0.4m3

②如上所述;③大于,原因:如上所述.

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